题目内容
如图所示，两根固定在水平面上的光滑的平行金属导轨MN，PQ，一端接有电阻为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中．在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计．金属杆在垂直杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时，电阻R上消耗的电功率为P，从某一时刻开始撤去F，求撤去F后：
(1)通过电阻R的电流方向？
(2)金属杆的速度、加速度变化情况？
(3)电阻R上产生的焦耳热是多少？
(4)当电阻R上消耗的电功率为
P时，金属杆的加速度大小和方向？
答案：
解析：
解析：
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解：(1)由右手定则可知，感应电流方向为N→Q． (2)在安培力的作用下，金属杆的速度逐渐减小，安培力也减小，所以加速度减小． (3)设匀速运动时的速度为v，由能量守恒有： F·v＝P· QR＝ (4)由P＝I2R得，电流变为原来的 a＝ |
，v＝
．
mv2×
＝
．
，所以
＝
，方向向左．
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如图所示，两根固定的光滑的绝缘导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨的间距L=O.5m，导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角．在导轨的倾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B=1T、边长为L的正方形的匀强磁场区域abcd，导轨的水平部分有n个相同的方向竖直向上，磁感应强度大小均为B=1T、边长为L的正方形匀强磁场区域，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直，在导轨的水平部分中相邻两个磁场区域的间距也为L．现有一质量m=0.5kg，电阻r=0.2Ω，边长也为L的质量分布均匀的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，释放时MN边离水平导轨的竖直高度h=2.4m，当金属线框的MN边刚滑进磁场abed时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分继续运动并最终停止（重力加速度 g=10m/s2’sin53°=0.8，线框在运动过程中MN边始终与导轨垂直）．则：
时，金属杆的加速度大小、方向．
时，金属杆的加速度大小、方向．